JP2014099676A - Authentication circuit - Google Patents

Authentication circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2014099676A
JP2014099676A JP2012248944A JP2012248944A JP2014099676A JP 2014099676 A JP2014099676 A JP 2014099676A JP 2012248944 A JP2012248944 A JP 2012248944A JP 2012248944 A JP2012248944 A JP 2012248944A JP 2014099676 A JP2014099676 A JP 2014099676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixed value
circuit
value generation
power
volatile memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012248944A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5956313B2 (en
Inventor
Shigemasa Shioda
茂雅 塩田
Kiyoshi Takeuchi
潔 竹内
Daisuke Oshida
大介 押田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2012248944A priority Critical patent/JP5956313B2/en
Publication of JP2014099676A publication Critical patent/JP2014099676A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5956313B2 publication Critical patent/JP5956313B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide SRAM-PUF which can stably generate correct deviation data being a correct fixed value for authentication at any number of times in arbitrary timing even when the authentication is requested at unspecified timing after normal operation is started.SOLUTION: An authentication circuit includes: a volatile memory (SRAM) 2; an information processing circuit 3 for performing authentication processing in response to a fixed value which is read from the SRAM 2 and determined by a physical characteristic; and a fixed value generation processing control circuit 4 which can perform fixed value generation processing for initializing the SRAM 2. The fixed value generation processing is to evaporate information held by the SRAM 2 and to fix information held by the SRAM 2 to a fixed value determined by the physical characteristic. The information processing circuit 3 allows a fixed value generation control circuit to start the fixed value generation processing, reads the fixed value from the SRAM after completion of the processing and performs the authentication processing in response to the fixed value which is read.

Description

本発明は、物理的特性によって決まる固定値に基づく認証処理を実行する認証回路に関し、特に揮発性メモリの初期化に好適に利用できるものである。   The present invention relates to an authentication circuit that executes authentication processing based on a fixed value determined by physical characteristics, and can be suitably used particularly for initialization of a volatile memory.

真正の個体であることを認証するために、製造ばらつきなどの個体ごとに固有の物理的特性によって決まる固有値を、複製困難な関数値として利用する、PUF(Physically Unclonable Function)と呼ばれる技術が注目されている。特許文献1には、チャレンジ(入力)に対してレスポンス(出力)が生成されるときに、電力波形、電磁波形、処理時間などの動作の特徴を表すパラメータを抽出して利用するPUFが開示されている。   A technology called PUF (Physically Unclonable Function) that uses eigenvalues determined by physical characteristics unique to each individual such as manufacturing variations as function values that are difficult to replicate is gaining attention in order to authenticate that it is a genuine individual. ing. Patent Document 1 discloses a PUF that extracts and uses parameters representing operation characteristics such as a power waveform, an electromagnetic waveform, and a processing time when a response (output) is generated in response to a challenge (input). ing.

半導体素子では、ランダムロジックの信号伝搬遅延を利用するもの、リングオシレータの発振周波数のばらつきを利用するもの、SRAM(Static Random Access Memory)など揮発性メモリの初期値を利用するものなどがあり、例えばマイコンの識別用の固有データとして利用することができる。PUFには、同じ装置の異なる個体からは必ず異なる値が生成される、拡散性が求められると同時に、同じ装置の同じ個体からは必ず同じ値が生成される、安定性が求められる。   Semiconductor devices include those that use random logic signal propagation delays, those that use ring oscillator oscillation frequency variations, and those that use initial values of volatile memory such as SRAM (Static Random Access Memory). It can be used as unique data for microcomputer identification. The PUF is required to have stability, in which different values are always generated from different individuals of the same device, and at the same time, the same value is always generated from the same individual of the same device.

SRAMの初期値を固有値として利用するPUF(以下、SRAM−PUFと呼ぶ。)は、一般のSRAMにおいて、電源投入時にメモリセルを初期化する回路手段が備えられていない場合に、電源投入直後のメモリセルに記憶されるデータが、メモリセルを構成する素子の特性ばらつきなどにより個体ごとに偏り、固有の値(偏りデータ)となる事を利用した技術である。SRAM−PUFでは、十分なビット数のデータを偏りデータとすることにより拡散性を担保し、温度依存性などにより安定性を欠くビットは、マスクあるいは誤り訂正(ECC;Error Correction Code)により安定性を確保している。   A PUF that uses an initial value of an SRAM as an eigenvalue (hereinafter referred to as “SRAM-PUF”) is a general SRAM that has a circuit unit that initializes a memory cell when the power is turned on. This technique utilizes the fact that data stored in a memory cell is biased for each individual due to variations in characteristics of elements constituting the memory cell, and becomes a unique value (biased data). In SRAM-PUF, diffusion is ensured by using a sufficient number of bits as biased data, and bits lacking stability due to temperature dependence, etc. are stable by masking or error correction code (ECC). Is secured.

特許文献2には、メモリマットと周辺回路のそれぞれに電源供給を制御する電源スイッチを設けた半導体記憶装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses a semiconductor memory device in which a power switch for controlling power supply is provided to each of a memory mat and a peripheral circuit.

特許文献3には、電源投入後、内部電位を常に一定期間で安定的に生成する回路を備えた半導体集積回路が開示されている。電源遮断後の特定ノードに残留電荷があると、次に外部電源を投入する際に、その特定ノードの電位の確定に悪影響を及ぼすことを指摘する。初期化制御信号によって一定期間、内部電源ノードを接地電位に固定する回路が開示されている。内部電源ノードが残留電荷を問題とする上記特定ノードである場合に、残留電荷を強制的に引き抜くことができる。   Patent Document 3 discloses a semiconductor integrated circuit including a circuit that always stably generates an internal potential within a certain period after power is turned on. It is pointed out that if there is a residual charge at a specific node after the power is cut off, it will adversely affect the determination of the potential of the specific node when the external power supply is turned on next time. A circuit for fixing an internal power supply node to a ground potential for a certain period by an initialization control signal is disclosed. When the internal power supply node is the specific node where the residual charge is a problem, the residual charge can be forcibly extracted.

特開2011−198317号公報JP 2011-198317 A 特開2011−123970号公報JP 2011-123970 A 特開2002−208851号公報JP 2002-208551 A

特許文献1、2及び3について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。   As a result of examination of Patent Documents 1, 2, and 3, the present inventors have found that there are the following new problems.

SRAM−PUFでは、正しい偏りデータを安定して生成するために、上述のようにマスクあるいはECCを採用しているが、これでは十分ではないことがわかった。即ち、SRAMへの電源投入時の電源線の立上り波形によって、必ずしも正しい偏りデータが安定して生成されないことがわかった。電源の立上り時間が非常に長い場合、短い場合の他、特に、一旦生成された偏りデータが、電源が立上った後のノイズにより、変化してしまうという問題があることがわかった。最初の電源立ち上げで正しい偏りデータが生成されても、ノイズによって一旦失われ、再度電源が立上った時には、異なる偏りデータ生成される場合がある。これは、正しい偏りデータが、SRAMの内部ノード全てが完全に電荷を保持していない状態からの電源立ち上げがされたときに生成されるデータ(固有値)であるのに対し、再度電源が立上る時には、SRAMの一部の内部ノードに電荷がばらつきをもって残留している状態からの電源立ち上げとなることが原因であることが分かった。   In SRAM-PUF, in order to stably generate correct bias data, a mask or ECC is used as described above, but it has been found that this is not sufficient. That is, it has been found that the correct bias data is not always stably generated by the rising waveform of the power supply line when power is supplied to the SRAM. In addition to the case where the power supply rise time is very long or short, it has been found that there is a problem that the bias data once generated particularly changes due to noise after the power supply is turned on. Even if correct bias data is generated at the first power-on, it may be temporarily lost due to noise, and different bias data may be generated when the power is turned on again. This is because the correct bias data is data (eigenvalue) generated when the power is turned on from a state in which all the internal nodes of the SRAM do not hold charges completely, whereas the power is turned on again. It has been found that when rising, the power is turned on from a state in which charges remain in some internal nodes of the SRAM with variation.

さらに、装置の電源投入時以降、通常動作を開始した後でも、不特定のタイミングで認証を求められるアプリケーションがあることがわかった。この場合に、上記の問題があるため、電源投入時に生成された正しい偏りデータを、別の安定な記憶装置に転送して保持しておくことが可能であれば、再度電源を立ち上げて改めて偏りデータを生成する必要はなくなる。しかし、生成した正しい偏りデータを長時間保持していると、外部からの攻撃によってその値が読み出され、その値を使ってSRAM−PUFを備えた装置が不正に複製される危険が生じる。したがって、装置が通常動作を開始した後の不特定のタイミングで認証を求められる場合には、電源の再立ち上げによらなければ、同じ初期値を得ることができないという問題があることを見出した。   Furthermore, it was found that there are applications that require authentication at unspecified timing even after starting normal operation after the device is turned on. In this case, because of the above problem, if it is possible to transfer and hold the correct bias data generated at power-on to another stable storage device, turn on the power again and turn it on again. There is no need to generate bias data. However, if the generated correct bias data is held for a long time, the value is read by an attack from the outside, and there is a risk that the device including the SRAM-PUF is illegally copied using the value. Therefore, when authentication is requested at unspecified timing after the device starts normal operation, it has been found that there is a problem that the same initial value cannot be obtained unless the power supply is restarted. .

特許文献2に記載される、電源スイッチを備えるSRAMにおいても、最初の電源立ち上げで正しい偏りデータが生成された後、ノイズによって一旦失われた場合には、再度電源が立上った時に異なる偏りデータが生成される問題は、同様に存在する。   Even in an SRAM provided with a power switch described in Patent Document 2, if the correct bias data is generated at the first power-on and then lost once due to noise, it differs when the power is turned on again. The problem of generating bias data exists as well.

特許文献3に記載される回路は、残留電荷の存在が問題となる特定ノードごとに、スイッチとして動作するトランジスタを設け、初期化制御信号によって一定期間、内部電源ノードを接地電位に設定する。   In the circuit described in Patent Document 3, a transistor that operates as a switch is provided for each specific node where the presence of residual charge is a problem, and an internal power supply node is set to a ground potential for a certain period by an initialization control signal.

特許文献1〜3には、SRAMのメモリセルに残留電荷が残る問題は指摘されていない。残留電荷は、一般に接地電位に対して電流経路のない、高インピーダンスのノードで問題になる。SRAMなどの揮発性メモリは、一般に電源遮断によって、保持するデータが完全に揮発する。例えば、2個のインバータをクロスカップルしたメモリセルでは、クロスカップルされていることによって、2状態を安定に取り得る双安定回路であり、安定状態ではインバータの出力である記憶ノードは低インピーダンスとなっている。したがって、SRAMなどの揮発性メモリのメモリセルの記憶ノードが、残留電荷が問題となる、特許文献3にいうところの特定ノードの一種であるとは考えられていない。   Patent Documents 1 to 3 do not point out a problem that residual charges remain in SRAM memory cells. Residual charge is generally a problem at high impedance nodes with no current path to ground potential. In a volatile memory such as an SRAM, generally, retained data is completely volatilized by power-off. For example, a memory cell in which two inverters are cross-coupled is a bistable circuit that can stably take two states by being cross-coupled. In a stable state, the storage node that is the output of the inverter has a low impedance. ing. Therefore, a storage node of a memory cell of a volatile memory such as SRAM is not considered to be a kind of specific node described in Patent Document 3 in which residual charge is a problem.

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、下記の通りである。   According to one embodiment, it is as follows.

すなわち、揮発性メモリと、その揮発性メモリから読み出した、物理的特性によって決まる固定値に基づく認証処理を行う情報処理回路と、その揮発性メモリを初期化する固定値生成処理が可能な固定値生成制御回路を備える認証回路を、以下のように構成する。固定値生成処理は、揮発性メモリに保持される情報を揮発させ、その後、揮発性メモリに保持される情報を、物理的特性によって決まる固定値に固定する処理である。情報処理回路は、固定値生成制御回路に対して前記固定値生成処理を開始させ、その完了後に揮発性メモリから固定値を読み出し、読み出した固定値に基づいて認証処理を実行することができる回路である。   That is, a volatile memory, an information processing circuit that performs authentication processing based on a fixed value determined by physical characteristics, read from the volatile memory, and a fixed value that enables fixed value generation processing to initialize the volatile memory An authentication circuit including the generation control circuit is configured as follows. The fixed value generation process is a process of volatilizing information held in the volatile memory and then fixing the information held in the volatile memory to a fixed value determined by physical characteristics. The information processing circuit allows the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process, reads the fixed value from the volatile memory after the completion, and executes the authentication process based on the read fixed value It is.

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。   The effect obtained by the one embodiment will be briefly described as follows.

すなわち、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。   In other words, even if authentication is requested at unspecified timing after starting normal operation, the correct bias data, which is the correct fixed value for authentication, can be stably obtained any number of times at any timing. Can be generated.

図1は、実施形態1に係る認証回路のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an authentication circuit according to the first embodiment. 図2は、実施形態2に係る認証回路のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an authentication circuit according to the second embodiment. 図3は、実施形態2に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the second embodiment. 図4は、実施形態2に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the second embodiment. 図5は、実施形態3に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の一構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) installed in the authentication circuit according to the third embodiment. 図6は、実施形態3に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the third embodiment. 図7は、実施形態3に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another configuration example of the SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) mounted in the authentication circuit according to the third embodiment. 図8は、実施形態4に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の一構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of an SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the fourth embodiment. 図9は、実施形態5に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) installed in the authentication circuit according to the fifth embodiment. 図10は、電源スイッチの制御信号線に挿入したグリッチ除去回路の動作例を表すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of the glitch removal circuit inserted into the control signal line of the power switch. 図11は、実施形態6に係る認証回路の一構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an authentication circuit according to the sixth embodiment. 図12は、実施形態6に係る認証回路の他の構成例を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram illustrating another configuration example of the authentication circuit according to the sixth embodiment. 図13は、実施形態7に係る認証回路のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of an authentication circuit according to the seventh embodiment. 図14は、実施形態7に係る認証回路に搭載される、SRAM制御回路(固定値生成制御回路)の一構成例を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the seventh embodiment. 図15は、実施形態7に係る認証回路に搭載される、SRAM制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) mounted in the authentication circuit according to the seventh embodiment. 図16は、実施形態7に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。FIG. 16 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the seventh embodiment. 図17は、実施形態8に係る認証回路のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of an authentication circuit according to the eighth embodiment. 図18は、実施形態8に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の一構成例を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the eighth embodiment. 図19は、実施形態8に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。FIG. 19 is a circuit diagram showing another configuration example of the SRAM power control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the eighth embodiment.

1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment disclosed in the present application will be described. Reference numerals in the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

〔1〕<固定値生成制御回路を備えた揮発性メモリによるPUF>
揮発性メモリ(2)と、前記揮発性メモリから読み出した、物理的特性によって決まる固定値に基づく認証処理を実行可能な情報処理回路(3)と、前記揮発性メモリに前記固定値を発生させる固定値生成処理を実行可能な固定値生成制御回路(4)を備える認証回路(1)であって、以下のように構成される。
[1] <PUF by volatile memory provided with fixed value generation control circuit>
A volatile memory (2), an information processing circuit (3) capable of executing an authentication process based on a fixed value determined by physical characteristics read from the volatile memory, and generating the fixed value in the volatile memory An authentication circuit (1) including a fixed value generation control circuit (4) capable of executing fixed value generation processing, and is configured as follows.

前記固定値生成処理は、前記揮発性メモリに保持される情報を揮発させ、その後、前記揮発性メモリに保持される情報を、物理的特性によって決まる値に固定することにより前記固定値を発生する処理である。   The fixed value generation process volatilizes information held in the volatile memory, and then generates the fixed value by fixing the information held in the volatile memory to a value determined by physical characteristics. It is processing.

前記情報処理回路は、前記固定値生成制御回路に対して前記固定値生成処理を開始させ、前記固定値生成処理の完了後に前記揮発性メモリから前記固定値を読み出し、前記固定値に基づいて前記認証処理を実行可能に構成される。   The information processing circuit causes the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process, reads the fixed value from the volatile memory after completion of the fixed value generation process, and based on the fixed value The authentication process is configured to be executable.

これにより、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。   This makes it possible to stabilize the correct bias data, which is the correct fixed value for authentication, any number of times even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. Can be generated.

〔2〕<電源スイッチ(オン/オフ+シャント)>
項1において、前記固定値生成制御回路は、オン/オフすることにより第1電源線(Vdd1)と前記揮発性メモリに電源を供給する第2電源線(Vdd2)とを導通/遮断する第1電源スイッチ(8_1)と、オン/オフすることにより前記第2電源線を接地線(VSS)に短絡または開放する第2電源スイッチ(8_2)を備える。
[2] <Power switch (on / off + shunt)>
In the first aspect, the fixed value generation control circuit turns on / off the first power line (Vdd1) and the second power line (Vdd2) that supplies power to the volatile memory. A power switch (8_1) and a second power switch (8_2) for short-circuiting or opening the second power line to the ground line (VSS) by turning on / off are provided.

前記情報処理回路は、以下の動作を実行可能に構成される。前記固定値生成制御回路に対して、前記第1電源スイッチをオフし前記第2電源スイッチをオンすることにより、前記固定値生成処理を開始させる。その後、前記揮発性メモリ内に保持される情報が揮発するための所定期間後に、前記第2電源スイッチをオフし前記第1電源スイッチをオンする。その後、前記揮発性メモリ内に前記固定値が保持されるための所定期間後に、前記揮発性メモリから前記固定値を読み出して前記認証処理を実行する。   The information processing circuit is configured to execute the following operation. The fixed value generation control circuit starts the fixed value generation process by turning off the first power switch and turning on the second power switch. Thereafter, after a predetermined period for volatilization of information held in the volatile memory, the second power switch is turned off and the first power switch is turned on. Thereafter, after a predetermined period for holding the fixed value in the volatile memory, the fixed value is read from the volatile memory and the authentication process is executed.

これにより、揮発性メモリ内の残留電荷を高速に引き抜いて、揮発性メモリを確実に初期化し、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。   As a result, the residual charge in the volatile memory can be extracted at high speed, the volatile memory can be reliably initialized, and correct bias data can be stably generated any number of times.

〔3〕<電源線(Vdd2)にキャパシタ>
項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第2電源線と前記接地線の間に接続されるキャパシタ(9_1)を備える。
[3] <Capacitor on power supply line (Vdd2)>
In Item 2, the fixed value generation control circuit includes a capacitor (9_1) connected between the second power supply line and the ground line.

これにより、揮発性メモリの電源線(第2電源線)における寄生容量のばらつきを緩和し、電源立ち上げに要する時間のばらつきを小さくすることができる。   As a result, variations in parasitic capacitance in the power supply line (second power supply line) of the volatile memory can be alleviated, and variations in time required for starting up the power supply can be reduced.

〔4〕<電源線(Vdd2)のキャパシタのトリミング>
項3において、前記キャパシタがトリミング可能に構成される。
[4] <Trimming of capacitor of power supply line (Vdd2)>
In item 3, the capacitor is configured to be trimmed.

これにより、揮発性メモリの電源線(第2電源線)における寄生容量のばらつきをさらに抑え、電源立ち上げに要する時間のばらつきをさらに小さく抑えることができる。   Thereby, it is possible to further suppress the variation in parasitic capacitance in the power supply line (second power supply line) of the volatile memory, and to further reduce the time variation required for power-on.

〔5〕<電源スイッチの制御信号線にキャパシタ>
項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチを制御する電源制御信号(SigS)と、前記電源制御信号と接地線の間に接続されるキャパシタ(9_2)を備える。
[5] <Capacitor on control signal line of power switch>
In Item 2, the fixed value generation control circuit includes a power control signal (SigS) for controlling the first power switch and the second power switch, and a capacitor (9_2) connected between the power control signal and a ground line. ).

これにより、第2電源線に付加するキャパシタよりも小さい容量のキャパシタを使って、揮発性メモリの電源線(第2電源線)における寄生容量のばらつきを緩和し、電源立ち上げに要する時間のばらつきを小さくすることができる。   As a result, by using a capacitor having a smaller capacity than the capacitor added to the second power supply line, variation in parasitic capacitance in the power supply line (second power supply line) of the volatile memory is alleviated, and time variation required for starting up the power supply is reduced. Can be reduced.

〔6〕<電源スイッチの制御信号線にグリッチ除去回路>
項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチを制御する電源制御信号(Sig1)と、前記第1電源スイッチを制御する第1制御信号(Sig1_2)と前記第2電源スイッチを制御する第2制御信号(Sig1_1)とを備える。前記固定値生成制御回路は、さらに、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチが同時にオンになる期間をなくすための、前記第1制御信号と前記第2制御信号を前記電源制御信号に基づいて生成するグリッチ除去回路(12)とを備える。
[6] <Glitch removal circuit on control signal line of power switch>
In Item 2, the fixed value generation control circuit includes a power control signal (Sig1) for controlling the first power switch and the second power switch, and a first control signal (Sig1_2) for controlling the first power switch. And a second control signal (Sig1_1) for controlling the second power switch. The fixed value generation control circuit further uses the first control signal and the second control signal based on the power control signal to eliminate a period in which the first power switch and the second power switch are simultaneously turned on. And a glitch removal circuit (12) for generating the above.

これにより、電源Vdd2のオン/オフ制御の際に、第1電源スイッチと第2電源スイッチを通して過渡的に流れる貫通電流の発生を抑えることができる。   As a result, it is possible to suppress the occurrence of a through current that flows transiently through the first power switch and the second power switch during the on / off control of the power supply Vdd2.

〔7〕<揮発性メモリと情報処理回路の電源レギュレータを分離>
項2において、外部(Vcc)から電源が供給される第1レギュレータ(6_1)と第2レギュレータ(6_2)を備え、前記第1レギュレータは前記第1電源線とは異なる第4電源線(Vdd4)を出力して前記情報処理回路に供給し、前記第2レギュレータは前記第1電源線に電源を出力する。
[7] <Separation of power supply regulator for volatile memory and information processing circuit>
Item 2 includes a first regulator (6_1) and a second regulator (6_2) to which power is supplied from the outside (Vcc), and the first regulator is a fourth power line (Vdd4) different from the first power line. Is supplied to the information processing circuit, and the second regulator outputs power to the first power supply line.

これにより、情報処理回路の電源と揮発性メモリの電源が分離され、情報処理回路の電源線に重畳されるノイズが、揮発性メモリの電源線に伝搬することを防ぐことができる。   Thereby, the power supply of the information processing circuit and the power supply of the volatile memory are separated, and noise superimposed on the power supply line of the information processing circuit can be prevented from propagating to the power supply line of the volatile memory.

〔8〕<揮発性メモリ用の電源(Vdd1)を外部から供給>
項2において、外部(Vcc)から電源が供給される第1レギュレータ(6_1)を備え、前記第1レギュレータは前記第1電源線とは異なる第4電源線(Vdd4)を出力して前記情報処理回路に供給し、前記第1電源線(Vdd1)には、外部(Vccとは異なる)から入力される第3電源線(Vdd3)が接続される。
[8] <Power supply for volatile memory (Vdd1) supplied from outside>
Item 2 includes a first regulator (6_1) to which power is supplied from the outside (Vcc), and the first regulator outputs a fourth power supply line (Vdd4) different from the first power supply line to output the information processing. A third power supply line (Vdd3) input from the outside (different from Vcc) is connected to the first power supply line (Vdd1).

これにより、情報処理回路の電源と揮発性メモリの電源が分離され、情報処理回路の電源線に重畳されるノイズが、揮発性メモリの電源線に伝搬することを防ぐことができ、さらに、使用するレギュレータの数を少なくすることができる。   As a result, the power supply of the information processing circuit and the power supply of the volatile memory are separated, and noise superimposed on the power supply line of the information processing circuit can be prevented from propagating to the power supply line of the volatile memory. The number of regulators can be reduced.

〔9〕<揮発性メモリはSRAM>
項1から項8のうちのいずれか1項において、前記揮発性メモリがSRAMである。
[9] <Volatile memory is SRAM>
Item 9. The volatile memory according to any one of Items 1 to 8, wherein the volatile memory is an SRAM.

これにより、SRAMを利用したPUFを実現することができる。SRAMは認証後、認証に用いた領域を含む全ての領域を、通常のSRAMとして使用することができる。   Thereby, PUF using SRAM can be realized. After the authentication, the SRAM can use all areas including the area used for the authentication as a normal SRAM.

〔10〕<SRAMのBLと/BLを短絡する初期化>
項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線(WL)と直交する複数対のビット線(BLと/BL)と、ワード線(WL)と1対のビット線対(BLと/BL)が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル(21)を備える。前記メモリセルは、2個の記憶ノード(NM1、NM2)で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子(24)と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲート(25_1、25_2)とを含んで構成される。
[10] <Initialization to short-circuit SRAM BL and / BL>
In item 9, the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines (BL and / BL) orthogonal to a plurality of word lines (WL) and a pair of bit lines (BL and / BL). ) Each has one memory cell (21). The memory cell has a storage element (24) composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes (NM1, NM2), and a control terminal connected to the word line, Each of the two storage nodes and a pair of transfer gates (25_1 and 25_2) for controlling electrical connection between the pair of bit lines are configured.

前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記ワード線を活性化させて前記トランスファゲートを導通させ、前記ビット線対を短絡することにより前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える。   The fixed value generation control circuit volatilizes information held in the storage element by activating the word line to make the transfer gate conductive and short-circuiting the bit line pair in the fixed value generation process. A circuit capable of

これにより、SRAMは、安定的に同じ偏りデータを固定値として生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。このとき、メモリセルのセル面積を増大させる必要がない。さらに、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも、短時間で固定値を生成することができる。ここで、生成される固定値は、電源投入時の初期値と同じとは限らない。   As a result, the SRAM can stably generate the same bias data as a fixed value, and can authenticate at an arbitrary timing even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. The correct bias data, which is the correct fixed value for, can be stably generated any number of times. At this time, it is not necessary to increase the cell area of the memory cell. Furthermore, a fixed value can be generated in a shorter time than when the power supply is shut off and residual charges are extracted. Here, the generated fixed value is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on.

〔11〕<短絡したBLと/BLを中間電位(例えばVdd/2)に初期化>
項10において、前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において短絡された前記ビット線対に所定の電位レベルを印加する回路(13)をさらに備える。
[11] <Initialization of short-circuited BL and / BL to an intermediate potential (for example, Vdd / 2)>
In item 10, the fixed value generation control circuit further includes a circuit (13) for applying a predetermined potential level to the bit line pair short-circuited in the fixed value generation process.

これにより、さらに安定的に、正しい偏りデータ(固定値)を生成することができる。   Thereby, correct bias data (fixed value) can be generated more stably.

〔12〕<記憶ノードを直接接地する初期化>
項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線(WL)と直交する複数対のビット線(BLと/BL)と、ワード線(WL)と1対のビット線対(BLと/BL)が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル(21)を備える。前記メモリセルは、2個の記憶ノード(NM1、NM2)で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子(24)と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲート(25_1、25_2)とを含んで構成される。
[12] <Initialization for direct grounding of storage node>
In item 9, the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines (BL and / BL) orthogonal to a plurality of word lines (WL) and a pair of bit lines (BL and / BL). ) Each has one memory cell (21). The memory cell has a storage element (24) composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes (NM1, NM2), and a control terminal connected to the word line, Each of the two storage nodes and a pair of transfer gates (25_1 and 25_2) for controlling electrical connection between the pair of bit lines are configured.

前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記揮発性メモリに含まれる複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、前記2個の記憶ノードのそれぞれを接地することにより、前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路(26_1、26_2)を備える。   The fixed value generation control circuit grounds each of the two storage nodes in each of a predetermined number of memory cells among a plurality of memory cells included in the volatile memory in the fixed value generation process. Thus, a circuit (26_1, 26_2) that can volatilize information held in the memory element is provided.

これにより、SRAMは、安定的に同じ偏りデータを固定値として生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。このとき、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも、短時間で固定値を生成することができる。また、項11で必要な、初期化時にワード線WLを活性化する制御を、不要にすることができる。ここで、生成される固定値は、電源投入時の初期値と同じとは限らない。   As a result, the SRAM can stably generate the same bias data as a fixed value, and can authenticate at an arbitrary timing even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. The correct bias data, which is the correct fixed value for, can be stably generated any number of times. At this time, a fixed value can be generated in a shorter time than when the power supply is shut off and the residual charge is extracted. Further, the control necessary for activating the word line WL at the time of initialization, which is required in the item 11, can be eliminated. Here, the generated fixed value is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on.

〔13〕<記憶ノード対を互いに短絡する初期化>
項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線(WL)と直交する複数対のビット線(BLと/BL)と、ワード線(WL)と1対のビット線対(BLと/BL)が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル(21)を備える。前記メモリセルは、2個の記憶ノード(NM1、NM2)で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子(24)と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲート(25_1、25_2)とを含んで構成される。
[13] <Initialization for short-circuiting storage node pairs>
In item 9, the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines (BL and / BL) orthogonal to a plurality of word lines (WL) and a pair of bit lines (BL and / BL). ) Each has one memory cell (21). The memory cell has a storage element (24) composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes (NM1, NM2), and a control terminal connected to the word line, Each of the two storage nodes and a pair of transfer gates (25_1 and 25_2) for controlling electrical connection between the pair of bit lines are configured.

前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記揮発性メモリに含まれる複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、前記2個の記憶ノードを短絡することにより、前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える。   The fixed value generation control circuit short-circuits the two storage nodes in each of a predetermined number of memory cells among the plurality of memory cells included in the volatile memory in the fixed value generation process. A circuit capable of volatilizing information held in the storage element is provided.

これにより、SRAMは、安定的に同じ偏りデータを固定値として生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。項12よりもメモリセルの面積の増加を抑えることができる。また、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも、短時間で固定値を生成することができ、項11で必要な、初期化時にワード線WLを活性化する制御を、不要にすることができる。ここで、生成される固定値は、電源投入時の初期値と同じとは限らない。   As a result, the SRAM can stably generate the same bias data as a fixed value, and can authenticate at an arbitrary timing even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. The correct bias data, which is the correct fixed value for, can be stably generated any number of times. The increase in the area of the memory cell can be suppressed as compared with the item 12. In addition, a fixed value can be generated in a shorter time than when the power supply is cut off and the residual charge is extracted, and the control for activating the word line WL at the time of initialization, which is required in the item 11, is unnecessary. it can. Here, the generated fixed value is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on.

〔14〕<電源スイッチとSRAMのBLと/BLの短絡を組合せた初期化>
項1において、前記固定値生成制御回路は、オン/オフすることにより第1電源線(Vdd1)と前記揮発性メモリに電源を供給する第2電源線(Vdd2)とを導通/遮断する第1電源スイッチ(8_1)と、オン/オフすることにより前記第2電源線を接地線(VSS)に短絡または開放する第2電源スイッチ(8_2)を備える。
[14] <Initialization combining power switch and SRAM BL and / BL short-circuit>
In the first aspect, the fixed value generation control circuit turns on / off the first power line (Vdd1) and the second power line (Vdd2) that supplies power to the volatile memory. A power switch (8_1) and a second power switch (8_2) for short-circuiting or opening the second power line to the ground line (VSS) by turning on / off are provided.

前記情報処理回路は、前記固定値生成制御回路に対して、前記第1電源スイッチをオフし前記第2電源スイッチをオンすることにより、前記固定値生成処理を開始させる。その後、前記揮発性メモリ内に保持される情報が揮発するための所定期間後に、前記第2電源スイッチをオフし前記第1電源スイッチをオンする。その後、前記揮発性メモリ内に前記固定値が保持されるための所定期間後に、前記揮発性メモリから前記固定値を読み出して前記認証処理を実行する。   The information processing circuit causes the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process by turning off the first power switch and turning on the second power switch. Thereafter, after a predetermined period for volatilization of information held in the volatile memory, the second power switch is turned off and the first power switch is turned on. Thereafter, after a predetermined period for holding the fixed value in the volatile memory, the fixed value is read from the volatile memory and the authentication process is executed.

前記揮発性メモリは、複数のワード線(WL)と直交する複数対のビット線(BLと/BL)と、ワード線(WL)と1対のビット線対(BLと/BL)が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル(21)を備える。前記メモリセルは、2個の記憶ノード(NM1、NM2)で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子(24)と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲート(25_1、25_2)とを含んで構成される。   In the volatile memory, a plurality of pairs of bit lines (BL and / BL) orthogonal to a plurality of word lines (WL) intersect a word line (WL) and a pair of bit lines (BL and / BL). One memory cell (21) is provided for each location. The memory cell has a storage element (24) composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes (NM1, NM2), and a control terminal connected to the word line, Each of the two storage nodes and a pair of transfer gates (25_1 and 25_2) for controlling electrical connection between the pair of bit lines are configured.

前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記ワード線を活性化させて前記トランスファゲートを導通させ、前記ビット線対を短絡することにより前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える。   The fixed value generation control circuit volatilizes information held in the storage element by activating the word line to make the transfer gate conductive and short-circuiting the bit line pair in the fixed value generation process. A circuit capable of

これにより、SRAMは、安定的に同じ偏りデータを固定値として生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。このとき、メモリセルのセル面積を増大させる必要がない。さらに、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも短時間で、かつまた電源立上り時間のばらつきが抑えられるので、より安定的に、固定値を生成することができる。ここで、生成される固定値は、電源投入時の初期値と同じとは限らない。   As a result, the SRAM can stably generate the same bias data as a fixed value, and can authenticate at an arbitrary timing even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. The correct bias data, which is the correct fixed value for, can be stably generated any number of times. At this time, it is not necessary to increase the cell area of the memory cell. Furthermore, since the variation in the power supply rise time can be suppressed in a shorter time than when the power supply is shut off and the residual charge is extracted, the fixed value can be generated more stably. Here, the generated fixed value is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on.

2.実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
2. Details of Embodiments Embodiments will be further described in detail.

〔実施形態1〕<固定値生成制御回路を備えた揮発性メモリによるPUF>
図1は、実施形態1に係る認証回路のブロック図である。
[Embodiment 1] <PUF by a volatile memory provided with a fixed value generation control circuit>
FIG. 1 is a block diagram of an authentication circuit according to the first embodiment.

揮発性メモリ2と、揮発性メモリ2から読み出した、物理的特性によって決まる固定値に基づく認証処理が可能な情報処理回路3と、揮発性メモリ2に固定値を発生させる固定値生成処理を実行可能な固定値生成制御回路4を備える認証回路1であって、以下のように構成される。   Executes a volatile memory 2, an information processing circuit 3 that can perform authentication processing based on a fixed value determined by physical characteristics, read from the volatile memory 2, and a fixed value generation process that generates a fixed value in the volatile memory 2 An authentication circuit 1 including a possible fixed value generation control circuit 4 is configured as follows.

固定値生成処理は、揮発性メモリ2に保持される情報を揮発させ、その後、揮発性メモリ2に保持される情報を、物理的特性によって決まる値に固定することにより前記固定値を発生する処理である。   The fixed value generation process volatilizes information held in the volatile memory 2 and then generates the fixed value by fixing the information held in the volatile memory 2 to a value determined by physical characteristics. It is.

情報処理回路3は、固定値生成制御回路3に対して固定値生成処理を開始させ、固定値生成処理の完了後に揮発性メモリ2から生成された固定値を読み出し、それに基づいて認証処理を実行可能に構成される。   The information processing circuit 3 causes the fixed value generation control circuit 3 to start the fixed value generation process, reads the fixed value generated from the volatile memory 2 after the completion of the fixed value generation process, and executes the authentication process based thereon Configured to be possible.

これにより、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。   This makes it possible to stabilize the correct bias data, which is the correct fixed value for authentication, any number of times even when authentication is requested at an unspecified timing after starting normal operation. Can be generated.

SRAM−PUFに代表される、揮発性メモリを用いたPUFは、電源が投入された直後に揮発性メモリ(SRAM)が保持する値(初期値)が、素子ばらつきによる偶然性によって、個体ごとに固有の値を取ることに着目した技術である。本願の発明者らは、上記初期値が電源の立上り波形によって変化するために、安定して即ち再現性良く同じ初期値が得られるとは限らないという問題があることを見出した。また、装置が通常動作を開始した後も不特定のタイミングで認証を求められる場合には、電源の再立ち上げによらなければ、同じ初期値を得ることができないという問題を見出した。   A PUF using a volatile memory represented by SRAM-PUF has a value (initial value) held in the volatile memory (SRAM) immediately after the power is turned on. This technique focuses on taking the value of. The inventors of the present application have found that since the initial value changes depending on the rising waveform of the power supply, the same initial value cannot always be obtained stably, that is, with good reproducibility. Further, the present inventors have found a problem that the same initial value cannot be obtained unless the power supply is restarted when authentication is required at an unspecified timing even after the apparatus starts normal operation.

本願の発明者らは、この問題を解決するために、安定して即ち再現性良く同じ値が得られ(安定性)、その値が個体ごとに十分に分散して(拡散性)個体ごとに固有の値であれば、電源投入直後の初期値とは必ずしも同じ値でなくても良いことを見出した。即ち、上記安定性と拡散性のある、物理的特性によって決まる固定値であれば、その固定値を使うことが認証する側との間で共通に認識されていれば良く、その固有値は電源投入直後の初期値とは必ずしも同じ値でなくても良いのである。その具体的解決手段として、2種類に大別される手段を、以下の実施形態に詳細に開示する。第1の解決手段は、電源の再立ち上げに際して、電源の遮断と立ち上げ波形を、内部制御信号のみによって生成し、再現性良くかつ高速に電源を再立ち上げするものである。遮断を高速化し電源立ち上げの結果の再現性を高めるため、残留電荷を高速に引き抜くシャントスイッチを設ける。第2の解決手段は、双安定回路で構成されるSRAMの記憶素子を不安定な状態に初期化し、その後、記憶素子を構成する素子のばらつきなどの物理的特性によって決まる固定値を発生させるものである。例えばSRAMの記憶素子はインバータ2個がクロスカップルされて双安定回路を構成し、1対の記憶ノードに相補的な値を保持する。一方がハイのとき他方がロウ、逆に一方がロウのときに他方がハイであれば安定であるという、2つの安定状態を持つ。双安定回路を不安定な状態にするためには、必ずしも電源を遮断する必要はない。本来相補的な値を保持する1対の記憶ノードを同じ電位に強制すれば不安定な状態となり、これを解放すればいずれか一方の安定状態に収束する。記憶素子を構成する素子のばらつきなどの物理的特性によって決まる固定値を生成することができる。この固定値は、必ずしも電源投入直後の初期値とは同じ値とは限らないが、上述のように、PUFとしては十分に利用可能である。   In order to solve this problem, the inventors of the present application can obtain the same value stably (that is, with good reproducibility) (stability), and the value is sufficiently dispersed for each individual (diffusibility). It has been found that if it is a unique value, it may not necessarily be the same value as the initial value immediately after power-on. In other words, if it is a fixed value that is determined by the above-mentioned stability and diffusive physical characteristics, the use of the fixed value only needs to be recognized in common with the authenticating party, and its eigenvalue is The initial value immediately after is not necessarily the same value. As specific solving means, means roughly classified into two types are disclosed in detail in the following embodiments. In the first solution, when the power supply is restarted, the power supply cutoff and the startup waveform are generated only by the internal control signal, and the power supply is restarted with good reproducibility and at high speed. In order to increase the shut-off speed and improve the reproducibility of the result of power-on, a shunt switch is provided that extracts residual charges at high speed. The second solution is to initialize an SRAM storage element composed of a bistable circuit to an unstable state, and then generate a fixed value determined by physical characteristics such as variations of elements constituting the storage element. It is. For example, a storage element of an SRAM has two inverters cross-coupled to form a bistable circuit, and holds a complementary value in a pair of storage nodes. When one is high, the other is low, and conversely, when one is low, the other is high and the other is stable. In order to make the bistable circuit unstable, it is not always necessary to shut off the power supply. If a pair of storage nodes that originally hold complementary values are forced to the same potential, they become unstable, and if they are released, they converge to one of the stable states. It is possible to generate a fixed value that is determined by physical characteristics such as variations in elements constituting the memory element. This fixed value is not necessarily the same value as the initial value immediately after power-on, but as described above, it can be sufficiently used as a PUF.

〔実施形態2〕<電源スイッチ(オン/オフ+シャント)>
図2は、実施形態2に係る認証回路1のブロック図である。認証回路1は、揮発性メモリの一つであるSRAM2と、情報処理回路3であるランダムロジック3と、固定値生成制御回路4であるSRAM電源制御回路4_1を備える。ランダムロジック3からSRAM電源制御回路4_1に固定値生成処理を制御するための信号Lsigが出力されている。ランダムロジック3とSRAM2はアドレス、データ、及び制御信号で互いに接続されており、ランダムロジック3からSRAM2にアクセスすることができる。認証回路1にはさらに、外部から電源Vccが供給されており、パワーオンリセット回路5、レギュレータ6、IOバッファ7に接続されている。パワーオンリセット回路5は、電源Vccが所定の電圧まで上昇したことを検知すると、パワーオンリセット信号PORを発生する回路である。パワーオンリセット信号PORは、固定値生成制御回路4とランダムロジック3に接続されている。パワーオンリセット回路5は、必ずしも認証回路1に内蔵する必要はなく、外部からリセット信号が供給されるように構成しても良い。レギュレータ6は内部電源Vdd1を発生する、電源回路であり、電源Vdd1をランダムロジック3、SRAM電源制御回路4_1及びIOバッファ7に供給する。LSI(Large Scale Integrated circuit)では、内部回路は微細化が進み、低電圧で動作するため、レギュレータ6は一般降圧安定化電源回路である。IOバッファ7は、内部信号とLSIの外部端子とのインターフェースである。
[Embodiment 2] <Power Switch (On / Off + Shunt)>
FIG. 2 is a block diagram of the authentication circuit 1 according to the second embodiment. The authentication circuit 1 includes an SRAM 2 that is one of volatile memories, a random logic 3 that is an information processing circuit 3, and an SRAM power control circuit 4_1 that is a fixed value generation control circuit 4. A signal Lsig for controlling the fixed value generation processing is output from the random logic 3 to the SRAM power supply control circuit 4_1. The random logic 3 and the SRAM 2 are connected to each other by an address, data, and a control signal, and the random logic 3 can access the SRAM 2. The authentication circuit 1 is further supplied with a power supply Vcc from the outside, and is connected to a power-on reset circuit 5, a regulator 6, and an IO buffer 7. The power-on reset circuit 5 is a circuit that generates a power-on reset signal POR when detecting that the power supply Vcc has risen to a predetermined voltage. The power-on reset signal POR is connected to the fixed value generation control circuit 4 and the random logic 3. The power-on reset circuit 5 is not necessarily built in the authentication circuit 1 and may be configured so that a reset signal is supplied from the outside. The regulator 6 is a power supply circuit that generates an internal power supply Vdd1, and supplies the power supply Vdd1 to the random logic 3, the SRAM power supply control circuit 4_1, and the IO buffer 7. In an LSI (Large Scale Integrated circuit), the internal circuit has been miniaturized and operates at a low voltage. Therefore, the regulator 6 is a general step-down stabilized power supply circuit. The IO buffer 7 is an interface between an internal signal and an external terminal of the LSI.

ランダムロジック3は、SRAM電源制御回路4_1に対して信号Lsigを出力することにより、固定値生成処理を開始させることができる回路である。固定値生成処理の完了後、ランダムロジック3は、SRAM2から生成された固定値を読み出して、その固定値に基づいて認証処理を実行することができる。ランダムロジック3は、例えばCPU(Central Processing Unit)など、ソフトウェアを使って、上記固定値生成処理の制御と認証処理を行う回路として実現される。固定値生成処理は、SRAM2に保持される情報を揮発させ、その後、SRAM2に保持される情報を、物理的特性によって決まる値に固定することにより固定値を発生する処理である。   The random logic 3 is a circuit that can start a fixed value generation process by outputting a signal Lsig to the SRAM power supply control circuit 4_1. After completion of the fixed value generation process, the random logic 3 can read the fixed value generated from the SRAM 2 and execute the authentication process based on the fixed value. The random logic 3 is realized as a circuit that performs control and authentication processing of the fixed value generation processing using software such as a CPU (Central Processing Unit). The fixed value generation process is a process for generating a fixed value by volatilizing information held in the SRAM 2 and then fixing the information held in the SRAM 2 to a value determined by physical characteristics.

図3は、その認証回路1に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1の構成例を示す回路図である。SRAM2の回路の一例として、一般的な6MOS−SRAMの回路を示す。SRAM2は、複数のワード線WLと直交する複数対のビット線BLと/BLを備える。/BLはビット線BLの反転信号であり、ビット線BLと/BLで相補的なビット線対を構成している。ワード線WLと1対のビット線対BLと/BLが交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル21を備える。メモリセル21は、2個の記憶ノードNM1とNM2で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子24と、ワード線WLに制御端子が接続され、記憶ノードNM1とNM2のそれぞれと1対のビット線対BLと/BLの電気的接続を制御する1対のトランスファゲート25_1と25_2とを含んで構成される。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 mounted in the authentication circuit 1. As an example of the SRAM2 circuit, a general 6MOS-SRAM circuit is shown. The SRAM 2 includes a plurality of pairs of bit lines BL and / BL orthogonal to the plurality of word lines WL. / BL is an inverted signal of the bit line BL, and the bit lines BL and / BL constitute a complementary bit line pair. One memory cell 21 is provided at each intersection of the word line WL and the pair of bit lines BL and / BL. The memory cell 21 has a storage element 24 composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at the two storage nodes NM1 and NM2, a control terminal connected to the word line WL, and a storage node NM1. Each of NM2 is configured to include a pair of transfer gates 25_1 and 25_2 for controlling electrical connection between a pair of bit lines BL and / BL.

SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1は、オン/オフすることにより電源線Vdd1とSRAM2に電源を供給する電源線Vdd2とを導通/遮断する電源スイッチ8_1と、オン/オフすることによりVdd2を接地線VSSに短絡または開放する電源スイッチ8_2を備える。電源スイッチ8_1と電源スイッチ8_2は、それぞれ、PMOSFET(M11)とNMOSFET(M12)で構成され、ランダムロジック3から出力されるLsigとパワーオンリセット回路5から出力されるPOR信号のANDによって生成されるSig1に基づいて制御される。   The SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 is turned on / off by turning on / off the power switch 8_1 that connects / disconnects the power supply line Vdd1 and the power supply line Vdd2 that supplies power to the SRAM2. A power switch 8_2 for short-circuiting or opening Vdd2 to the ground line VSS is provided. The power switch 8_1 and the power switch 8_2 are respectively composed of a PMOSFET (M11) and an NMOSFET (M12), and are generated by ANDing the Lsig output from the random logic 3 and the POR signal output from the power-on reset circuit 5. It is controlled based on Sig1.

ランダムロジック3は、Lsigにより、SRAM電源制御回路4_1に対して、電源スイッチ8_1をオフし電源スイッチ8_2をオンすることにより、固定値生成処理を開始させる。その後、SRAM2内に保持される情報が揮発するための所定期間後に、電源スイッチ8_2をオフし電源スイッチ8_1をオンする。その後、SRAM2内に固定値が保持されるための所定期間後に、SRAM2から固定値を読み出して認証処理を実行する。SRAM2内に保持される情報が揮発するための時間は、SRAM2の回路構成の他、電源遮断時の制御シーケンスも考慮して定める。例えば、揮発させたいラインのワード線を活性状態のまま電源を遮断することにより、そのワード線で選択されたラインのメモリセルの情報の揮発は、早められる。   The random logic 3 starts the fixed value generation process by turning off the power switch 8_1 and turning on the power switch 8_2 to the SRAM power control circuit 4_1 by Lsig. Thereafter, after a predetermined period for volatilization of information held in the SRAM 2, the power switch 8_2 is turned off and the power switch 8_1 is turned on. Thereafter, after a predetermined period for holding the fixed value in the SRAM 2, the fixed value is read from the SRAM 2 and the authentication process is executed. The time for the information held in the SRAM 2 to volatilize is determined in consideration of the control sequence when the power is shut off in addition to the circuit configuration of the SRAM 2. For example, by cutting off the power supply while keeping the word line of the line to be volatilized in the active state, the volatilization of the information in the memory cells of the line selected by the word line can be accelerated.

図4は、実施形態2に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。時刻t1までの期間に、外部から供給される電源Vccが立上り、これに伴って電源線Vdd1とVdd2も立ち上がる。PORはパワーオンリセット回路5から出力されるパワーオンリセット信号であって、電源Vccが予め定められた閾値電圧を超えるまで、ロウレベルを維持する。時刻t1からt2までの期間は、電源Vcc、Vdd1とVdd2が立上って安定しているので、SRAM2のセルは固定値1となる。時刻t2からt3までの期間は、電源Vccがノイズ等によって不安定になった期間を表している。この間に固定値1が揮発し、再び電源が安定した時刻t3からt4までの期間には、SRAM2のセルの固定値1から固定値2に変化する恐れがある。本実施形態では、例えば電源立ち上げシーケンスの中の所定時刻であるt4に、Lsigを一旦ロウにして電源スイッチ8_1をオフし電源スイッチ8_2をオンすることにより、固定値生成処理を開始させる。固定値生成処理では、電源Vdd2が遮断されて接地レベルまで低下し、SRAM2の残留電荷が電源スイッチ8_2を介して放電される。十分に残留電荷が放電された後の時刻t5にLsigをハイに遷移させる。これに伴ってSig1がハイに遷移し、電源スイッチ8_2がオフされ電源スイッチ8_1がオンされ、電源Vdd2が所定の電圧レベルに戻る。SRAM2のセル内には、固定値3が生成される。固定値3は、初めて電源が投入された直後の固定値1とも、その後Vccが接地レベル近くまで低下した後の固定値2とも、同じ値にはならない可能性がある。しかし、別の時刻t7からt9に再度生成する固定値は、安定的に(高い再現性で)固定値3と同じ値となる。時刻t5からの電源Vdd2の立上り波形と、時刻t8からの電源Vdd2の立上り波形とが、再現性良く同じ遷移時間で立ち上がることが期待されるからである。   FIG. 4 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the second embodiment. During the period up to time t1, the power supply Vcc supplied from the outside rises, and the power supply lines Vdd1 and Vdd2 rise accordingly. POR is a power-on reset signal output from the power-on reset circuit 5 and maintains a low level until the power supply Vcc exceeds a predetermined threshold voltage. During the period from time t1 to t2, the power supply Vcc, Vdd1, and Vdd2 rise and are stable, so the cell of the SRAM 2 has a fixed value 1. A period from time t2 to t3 represents a period in which the power supply Vcc becomes unstable due to noise or the like. During this period, the fixed value 1 is volatilized, and there is a possibility that the fixed value 1 of the cell of the SRAM 2 changes from the fixed value 2 during the period from time t3 to t4 when the power supply is stabilized again. In the present embodiment, for example, at a predetermined time t4 in the power-up sequence, Lsig is temporarily set low to turn off the power switch 8_1 and turn on the power switch 8_2, thereby starting the fixed value generation process. In the fixed value generation process, the power supply Vdd2 is cut off and lowered to the ground level, and the residual charge in the SRAM 2 is discharged via the power switch 8_2. Lsig is changed to high at time t5 after the remaining charge is sufficiently discharged. Along with this, Sig1 transits to high, the power switch 8_2 is turned off, the power switch 8_1 is turned on, and the power supply Vdd2 returns to a predetermined voltage level. A fixed value 3 is generated in the cell of the SRAM 2. There is a possibility that the fixed value 3 is not the same as the fixed value 1 immediately after the power is turned on for the first time and the fixed value 2 after Vcc is lowered to near the ground level. However, the fixed value generated again from another time t7 to t9 is the same value as the fixed value 3 stably (with high reproducibility). This is because the rising waveform of the power supply Vdd2 from time t5 and the rising waveform of the power supply Vdd2 from time t8 are expected to rise with the same transition time with good reproducibility.

これにより、SRAM2内の残留電荷を高速に引き抜いてSRAM2を確実に初期化し、正しい偏りデータ(固定値)を、何度でも安定して生成することができる。   As a result, the residual charge in the SRAM 2 can be extracted at a high speed to reliably initialize the SRAM 2, and correct bias data (fixed value) can be stably generated any number of times.

本実施形態では、SRAM2は6MOS−SRAMである必要はなく、さらにSRAM以外の揮発性メモリであってもよい。電源線Vdd2への電源を遮断し、接地線Vssにシャントされることによって初期化される揮発性メモリであれば、どのようなメモリにも適用することができる。   In the present embodiment, the SRAM 2 does not need to be a 6MOS-SRAM, and may be a volatile memory other than the SRAM. Any memory can be applied as long as it is initialized by shutting off the power supply to the power supply line Vdd2 and shunting to the ground line Vss.

〔実施形態3〕<電源線(Vdd2)にキャパシタ>
図5は、実施形態3に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の一構成例を示す回路図である。
[Embodiment 3] <Capacitor on power supply line (Vdd2)>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) installed in the authentication circuit according to the third embodiment.

図に示した実施形態2に係る認証回路1に加えて、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1はさらに、電源線Vdd2と接地線Vssの間に接続されるキャパシタ9_1を備える。電源線Vdd2には、多数のメモリセルの他、周辺回路などが接続されており、種々の原因によって電源線Vdd2の寄生容量にはばらつきが発生する。電源線Vdd2と接地線Vssの間に接続されるキャパシタ9_1を備えることにより、電源線Vdd2の寄生容量の相対的なばらつきの大きさを抑え、電源立ち上げに要する時間のばらつきを小さくすることができる。   In addition to the authentication circuit 1 according to the second embodiment shown in the figure, the SRAM power control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 further includes a capacitor 9_1 connected between the power supply line Vdd2 and the ground line Vss. The power supply line Vdd2 is connected to peripheral circuits in addition to a large number of memory cells, and the parasitic capacitance of the power supply line Vdd2 varies due to various causes. By providing the capacitor 9_1 connected between the power supply line Vdd2 and the ground line Vss, it is possible to suppress the relative variation in the parasitic capacitance of the power supply line Vdd2 and to reduce the variation in time required for the power supply startup. it can.

図6は、実施形態3に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。時刻t3までは図4に示した実施形態1と同様である。時刻t3からt4までの期間は、電源Vccがノイズ等によって不安定になった期間を表している。この期間にはSig1がロウに遷移して、SRAM2のメモリセルに保持されている固定値1を揮発させる、固定値生成処理を開始させる。固定値生成処理では、電源Vdd2が遮断されて接地レベルまで低下し、SRAM2の残留電荷が電源スイッチ8_2を介して放電される。十分に残留電荷が放電された後の時刻t4にSig1をハイに遷移させる。電源スイッチ8_2がオフされ電源スイッチ8_1をオンされ、電源Vdd2が所定の電圧レベルに戻り、時刻t5にはSRAM2のセル内に固定値3が生成される。本実施形態でも同様に所定時刻であるt6に、Sig1を一旦ロウにして電源スイッチ8_1をオフし電源スイッチ8_2をオンすることにより、固定値生成処理を開始させる。時刻t3からt5とは別の時刻t6からt8に再度生成した固定値も、安定的に(高い再現性で)固定値3と同じ値となる。時刻t4からの電源Vdd2の立上り波形と、時刻t6からの電源Vdd2の立上り波形とが、再現性良く同じ遷移時間で立ち上がることが期待されるからである。キャパシタ9_1を付加したことにより、さらに、電源線Vdd2の寄生容量の相対的なばらつきの大きさを抑え、電源立ち上げに要する時間のばらつきを小さくすることができる。   FIG. 6 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the third embodiment. Up to time t3 is the same as that of the first embodiment shown in FIG. A period from time t3 to t4 represents a period in which the power supply Vcc becomes unstable due to noise or the like. During this period, Sig1 transitions to low, and a fixed value generation process for volatilizing the fixed value 1 held in the memory cell of the SRAM 2 is started. In the fixed value generation process, the power supply Vdd2 is cut off and lowered to the ground level, and the residual charge in the SRAM 2 is discharged via the power switch 8_2. Sig1 is changed to high at time t4 after the residual charge is sufficiently discharged. The power switch 8_2 is turned off, the power switch 8_1 is turned on, the power supply Vdd2 returns to a predetermined voltage level, and a fixed value 3 is generated in the cell of the SRAM 2 at time t5. Similarly, in this embodiment, at a predetermined time t6, Sig1 is once set low, the power switch 8_1 is turned off, and the power switch 8_2 is turned on to start the fixed value generation process. A fixed value generated again from time t6 to t8, which is different from time t3 to t5, is also the same value as fixed value 3 stably (with high reproducibility). This is because the rising waveform of the power supply Vdd2 from time t4 and the rising waveform of the power supply Vdd2 from time t6 are expected to rise with the same transition time with good reproducibility. By adding the capacitor 9_1, it is possible to further suppress the relative variation in the parasitic capacitance of the power supply line Vdd2 and to reduce the variation in time required for starting up the power supply.

しかし、付加するキャパシタ9_1自体にも製造ばらつきがある。図7は、実施形態3に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1の別の構成例を示す回路図である。キャパシタ9_1に代えて、複数のキャパシタ9_S0〜9_Snと制御信号S[0:n]で制御されるスイッチ11_0〜11nを使ってトリミング可能に構成する。これにより、SRAM2の電源線Vdd2における寄生容量のばらつきをさらに緩和し、電源立ち上げに要する時間のばらつきをさらに小さく抑えることができる。   However, the added capacitor 9_1 itself has manufacturing variations. FIG. 7 is a circuit diagram showing another configuration example of the SRAM power control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 mounted in the authentication circuit according to the third embodiment. Instead of the capacitor 9_1, a plurality of capacitors 9_S0 to 9_Sn and switches 11_0 to 11n controlled by the control signal S [0: n] are configured to be capable of trimming. Thereby, it is possible to further alleviate the variation in parasitic capacitance in the power supply line Vdd2 of the SRAM 2 and further reduce the variation in time required for starting up the power supply.

図7に示したトリミング回路は、一例に過ぎない。スイッチ11_0〜11nに代えてレーザートリミングなど、他のトリミング回路を備えてもよい。また、図5と図7に一例として示した、SRAM2は6MOS−SRAMである必要はなく、さらにSRAM以外の揮発性メモリであってもよい。電源線Vdd2への電源を遮断し、接地線Vssにシャントされることによって初期化される揮発性メモリであれば、どのようなメモリにも適用することができる。   The trimming circuit shown in FIG. 7 is only an example. Instead of the switches 11_0 to 11n, other trimming circuits such as laser trimming may be provided. Further, the SRAM 2 shown as an example in FIGS. 5 and 7 is not necessarily a 6MOS-SRAM, and may be a volatile memory other than the SRAM. Any memory can be applied as long as it is initialized by shutting off the power supply to the power supply line Vdd2 and shunting to the ground line Vss.

〔実施形態4〕<電源スイッチの制御信号線にキャパシタ>
図8は、実施形態4に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1の一構成例を示す回路図である。実施形態3において、電源線Vdd2にキャパシタ9_1等を付加したのに代えて、電源スイッチ8_1と8_2を制御する制御信号線SigSと接地線Vssの間に接続されるキャパシタ9_2を備える。実施形態4に係る認証回路の動作例も図6に示したタイミングチャートと同様となる。
[Embodiment 4] <Capacitor for control signal line of power switch>
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration example of the SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 mounted in the authentication circuit according to the fourth embodiment. In the third embodiment, a capacitor 9_2 connected between the control signal line SigS for controlling the power switches 8_1 and 8_2 and the ground line Vss is provided instead of adding the capacitor 9_1 and the like to the power line Vdd2. An operation example of the authentication circuit according to the fourth embodiment is also the same as the timing chart shown in FIG.

これにより、電源線Vdd2に付加するキャパシタよりも小さい容量のキャパシタを使って、SRAM2の電源線Vdd2における寄生容量のばらつきを緩和し、電源立ち上げに要する時間のばらつきを小さくすることができる。   As a result, by using a capacitor having a smaller capacity than the capacitor added to the power supply line Vdd2, it is possible to alleviate variations in parasitic capacitance in the power supply line Vdd2 of the SRAM 2 and to reduce variations in time required for power supply startup.

〔実施形態5〕<電源スイッチの制御信号線にグリッチ除去回路>
実施形態4によれば、制御信号線SigSにキャパシタ9_2を付加して、制御信号線SigSの立上り時間を長くしているため、電源スイッチ8_1と8_2が同時にオンする期間が長くなり、大きな貫通電流が流れる恐れが生じるという、新たな課題が見出される。
[Embodiment 5] <Glitch removal circuit on control signal line of power switch>
According to the fourth embodiment, the capacitor 9_2 is added to the control signal line SigS to increase the rise time of the control signal line SigS. Therefore, the period during which the power switches 8_1 and 8_2 are turned on at the same time is increased, and a large through current is generated. A new problem is found that there is a fear of flowing.

図9は、実施形態5に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)4_1は、電源制御信号Sig1と、電源スイッチ8_1を制御する制御信号Sig1_2と電源スイッチ8_2を制御する制御信号Sig1_1のそれぞれを備え、さらに、電源スイッチ8_1と8_2が同時にオンになる期間をなくすための、グリッチ除去回路12を備える。グリッチ除去回路12は、制御信号Sig1を遅延させる遅延回路10_4と10_6を備える。制御信号Sig1と遅延した信号をANDゲート10_3でANDすることにより、電源スイッチ8_1を制御する制御信号Sig1_2を生成し、制御信号Sig1と遅延した信号をORゲート10_5でORすることにより、電源スイッチ8_2を制御する制御信号Sig1_1を生成することができる。   FIG. 9 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the SRAM power supply control circuit (fixed value generation control circuit) installed in the authentication circuit according to the fifth embodiment. The SRAM power control circuit (fixed value generation control circuit) 4_1 includes a power control signal Sig1, a control signal Sig1_2 for controlling the power switch 8_1, and a control signal Sig1_1 for controlling the power switch 8_2, and further includes a power switch 8_1. A glitch removal circuit 12 is provided to eliminate a period in which 8_2 is simultaneously turned on. The glitch removal circuit 12 includes delay circuits 10_4 and 10_6 that delay the control signal Sig1. The control signal Sig1 and the delayed signal are ANDed by the AND gate 10_3 to generate a control signal Sig1_2 for controlling the power switch 8_1, and the control signal Sig1 and the delayed signal are ORed by the OR gate 10_5 to thereby generate the power switch 8_2. A control signal Sig1_1 for controlling the signal can be generated.

図10は、電源スイッチの制御信号線に挿入したグリッチ除去回路12の動作例を表すタイミングチャートである。時刻t1で電源制御信号Sig1がロウになり、それに伴ってSig1_2もロウになり、電源スイッチ8_1がオフしてVdd1からVdd2への電源供給が遮断される。Sig1_1は遅延回路10_6の遅延分だけ遅れて時刻t2にロウになり、電源スイッチ8_2により、電源線Vdd2を接地レベルVssに短絡する。時刻t3で電源制御信号Sig1がハイになり、それに伴ってSig1_1がS1_2よりも先にハイになり、電源スイッチ8_2による電源線Vdd2の接地レベルVssへの短絡を終えて、電源線Vdd2を開放する。その後、遅延回路10_4による遅延分だけ遅れて、時刻t4にS1_2がハイになり、電源スイッチ8_1がオンしてVdd1からVdd2への電源供給が再開され、SRAM2には、固定値が生成される。   FIG. 10 is a timing chart showing an operation example of the glitch removal circuit 12 inserted into the control signal line of the power switch. At time t1, the power control signal Sig1 goes low, and accordingly Sig1_2 also goes low, the power switch 8_1 is turned off, and the power supply from Vdd1 to Vdd2 is cut off. Sig1_1 goes low at time t2 with a delay of the delay circuit 10_6, and the power switch 8_2 shorts the power supply line Vdd2 to the ground level Vss. At time t3, the power supply control signal Sig1 becomes high, and accordingly, Sig1_1 becomes high before S1_2, the power supply line 8dd is short-circuited to the ground level Vss by the power switch 8_2, and the power supply line Vdd2 is opened. . After that, S1_2 goes high at time t4 with a delay by the delay circuit 10_4, the power switch 8_1 is turned on, the power supply from Vdd1 to Vdd2 is resumed, and a fixed value is generated in the SRAM2.

これにより、電源Vdd2のオン/オフ制御の際に、電源スイッチ8_1と電源スイッチ8_2が同時にオンとなる期間をなくすことができ、過渡的に流れる貫通電流の発生を抑えることができる。   As a result, during the on / off control of the power supply Vdd2, it is possible to eliminate a period in which the power switch 8_1 and the power switch 8_2 are simultaneously turned on, and to suppress the generation of a through current that flows transiently.

〔実施形態6〕<電源供給方法>
図11は、実施形態6に係る認証回路の一構成例を示すブロック図である。外部から供給される電源Vccに、レギュレータ6_1と6_2を備え、レギュレータ6_1は電源線Vdd4を出力してランダムロジック3に電源を供給し、レギュレータ6_2は電源線Vdd1に電源を出力する。
[Embodiment 6] <Power supply method>
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an authentication circuit according to the sixth embodiment. The power supply Vcc supplied from the outside includes regulators 6_1 and 6_2. The regulator 6_1 outputs a power supply line Vdd4 to supply power to the random logic 3, and the regulator 6_2 outputs power to the power supply line Vdd1.

これにより、情報処理回路(ランダムロジック3)の電源と揮発性メモリ(SRAM2)の電源が分離され、情報処理回路(ランダムロジック3)の電源線Vdd4に重畳されるノイズの影響が、揮発性メモリ(SRAM2)の電源線Vdd2に伝搬することを防止することができるので、より安定的に(高い再現性で)固定値を生成することができる。   As a result, the power supply of the information processing circuit (random logic 3) and the power supply of the volatile memory (SRAM2) are separated, and the influence of noise superimposed on the power supply line Vdd4 of the information processing circuit (random logic 3) is affected by the volatile memory. Since propagation to the power supply line Vdd2 of (SRAM2) can be prevented, a fixed value can be generated more stably (with high reproducibility).

図12は、実施形態6に係る認証回路の他の構成例を示すブロック図である。外部から供給される電源Vccに接続されるレギュレータ6_1は、電源線Vdd4を出力してランダムロジック3に電源を供給する。電源線Vdd1には、Vccとは異なり、外部から入力される電源線Vdd3が接続される。   FIG. 12 is a block diagram illustrating another configuration example of the authentication circuit according to the sixth embodiment. The regulator 6_1 connected to the power supply Vcc supplied from the outside outputs the power supply line Vdd4 and supplies power to the random logic 3. Unlike Vcc, the power supply line Vdd1 is connected to a power supply line Vdd3 input from the outside.

これにより、情報処理回路(ランダムロジック3)の電源と揮発性メモリ(SRAM2)の電源が分離され、情報処理回路(ランダムロジック3)の電源線Vdd4に重畳されるノイズの影響が、揮発性メモリ(SRAM2)の電源線Vdd2に伝搬することを防止することができ、さらに、使用するレギュレータの数を少なくすることができる。   As a result, the power supply of the information processing circuit (random logic 3) and the power supply of the volatile memory (SRAM2) are separated, and the influence of noise superimposed on the power supply line Vdd4 of the information processing circuit (random logic 3) is affected by the volatile memory. Propagation to the power supply line Vdd2 of (SRAM2) can be prevented, and the number of regulators used can be reduced.

〔実施形態7〕<SRAMのBLと/BLを短絡する初期化>
図13は、実施形態7に係る認証回路のブロック図である。実施形態1〜6で示した、SRAM電源制御回路4_1に代えて、SRAM2の内部のノードを直接初期化するための、SRAM制御回路4_2を備える。図14は、実施形態7に係る認証回路に搭載される、SRAM制御回路4_2の一構成例を示す回路図である。一般的な6MOS−SRAMを例に採って説明する。SRAM2は、複数のワード線WLと直交する複数対のビット線BLと/BLを備える。/BLはビット線BLの反転信号であり、ビット線BLと/BLで相補的なビット線対を構成している。ワード線WLと1対のビット線対BLと/BLが交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセル21を備える。メモリセル21は、2個の記憶ノードNM1とNM2で互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子24と、ワード線WLに制御端子が接続され、記憶ノードNM1とNM2のそれぞれと1対のビット線対BLと/BLの電気的接続を制御する1対のトランスファゲート25_1と25_2とを含んで構成される。
[Embodiment 7] <Initialization to short-circuit SRAM BL and / BL>
FIG. 13 is a block diagram of an authentication circuit according to the seventh embodiment. In place of the SRAM power supply control circuit 4_1 shown in the first to sixth embodiments, an SRAM control circuit 4_2 for directly initializing a node inside the SRAM 2 is provided. FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the SRAM control circuit 4_2 mounted in the authentication circuit according to the seventh embodiment. A general 6MOS-SRAM will be described as an example. The SRAM 2 includes a plurality of pairs of bit lines BL and / BL orthogonal to the plurality of word lines WL. / BL is an inverted signal of the bit line BL, and the bit lines BL and / BL constitute a complementary bit line pair. One memory cell 21 is provided at each intersection of the word line WL and the pair of bit lines BL and / BL. The memory cell 21 has a storage element 24 composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at the two storage nodes NM1 and NM2, a control terminal connected to the word line WL, and a storage node NM1. Each of NM2 is configured to include a pair of transfer gates 25_1 and 25_2 for controlling electrical connection between a pair of bit lines BL and / BL.

SRAM制御回路4_2は、固定値生成処理において、ワード線WLを活性化させてトランスファゲート25_1と25_2を導通させ、1対のビット線対BLと/BLを短絡することにより記憶素子24に保持される情報を揮発させることができる回路を備える。例えば、実施形態1〜6で示した、SRAM電源制御回路4_1における電源制御信号Sig1の反転信号Sig2によってゲートを制御され、1対のビット線対BLと/BLを短絡することができるMOSFETスイッチM9を設ける。   In the fixed value generation process, the SRAM control circuit 4_2 activates the word line WL to make the transfer gates 25_1 and 25_2 conductive and short-circuits the pair of bit lines BL and / BL to be held in the storage element 24. A circuit that can volatilize information to be stored. For example, the MOSFET switch M9 that can control the gate by the inverted signal Sig2 of the power supply control signal Sig1 in the SRAM power supply control circuit 4_1 shown in the first to sixth embodiments and short-circuit the pair of bit lines BL and / BL. Is provided.

通常のSRAM−PUFは、電源投入時の初期値を固有値として認証に用いるが、本実施形態で生成される固定値は電源投入時の初期値と同じ値となるとは限らない。しかし、拡散性と安定性が確保されれば、その値を用いることを認証する側との間で共通に認識しておきさえすれば、電源投入時の初期値と同じ値を用いる必然性はない。   A normal SRAM-PUF uses an initial value at power-on as an eigenvalue for authentication, but the fixed value generated in this embodiment is not always the same value as the initial value at power-on. However, if diffusibility and stability are ensured, there is no necessity to use the same value as the initial value at power-on as long as it is recognized in common with the authenticating side that the value is used. .

これにより、SRAM2は電源投入時の初期値と同じとは限らないが、安定的に同じ偏りデータを生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。このとき、メモリセルのセル面積を増大させる必要がない。さらに、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも、短時間で固定値を生成することができる。   As a result, the SRAM 2 is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on, but it can stably generate the same bias data, and after normal operation is started, authentication is requested at an unspecified timing. Even in such a case, correct bias data, which is a correct fixed value for authentication, can be stably generated any number of times. At this time, it is not necessary to increase the cell area of the memory cell. Furthermore, a fixed value can be generated in a shorter time than when the power supply is shut off and residual charges are extracted.

図14に示した、SRAM制御回路4_2には、SRAM電源制御回路4_1と同様の電源スイッチ8_1と8_2を備えるものを示した。これら電源スイッチを備えず、電源Vdd1とVdd2が直結された回路を用いることもできる。メモリセル21の記憶ノードNM1とNM2がビット線対BLと/BLを介して短絡されることによって、メモリセル21に保持されている情報が揮発され、短絡が解放された時点で、メモリセル21を構成する素子のばらつきによって、個体に固有の固定値を生成することができるからである。一方、図14のとおり、電源スイッチ8_1と8_2を備えることも有効である。メモリセル21の記憶ノードNM1とNM2は本来、相補的な状態を取って安定するため、短絡されると、貫通電流が発生する。制御信号Sig2がある程度長い期間となる場合には、この貫通電流を無視することができない。電源スイッチ8_1を設けてVdd2への電源供給を遮断しておけば、貫通電流は残留電荷分で抑えられる。   The SRAM control circuit 4_2 shown in FIG. 14 is provided with power switches 8_1 and 8_2 similar to the SRAM power control circuit 4_1. A circuit in which the power supplies Vdd1 and Vdd2 are directly connected may be used without providing these power switches. When the storage nodes NM1 and NM2 of the memory cell 21 are short-circuited via the bit line pair BL and / BL, the information held in the memory cell 21 is volatilized, and when the short-circuit is released, the memory cell 21 This is because a fixed value unique to an individual can be generated due to variations in elements constituting the. On the other hand, as shown in FIG. 14, it is also effective to provide power switches 8_1 and 8_2. Since the storage nodes NM1 and NM2 of the memory cell 21 are inherently in a complementary state and are stable, a through current is generated when they are short-circuited. When the control signal Sig2 has a certain period, this through current cannot be ignored. If the power switch 8_1 is provided to cut off the power supply to Vdd2, the through current can be suppressed by the residual charge.

図15は、実施形態7に係る認証回路に搭載される、SRAM制御回路(固定値生成制御回路)4_2の別の構成例を示す回路図である。SRAM2のビット線対BLと/BLは、スイッチ27_2と27_3が接続され、制御信号Sig2によって短絡/解放を制御される。SRAM制御回路4_2は、固定値生成処理において短絡されたビット線対BLと/BLに所定の電位レベルを印加する中間電位発生回路13をさらに備える。中間電位発生回路13は、電源線Vdd2と接地線Vssの間に、抵抗14_1、スイッチ15_1、スイッチ15_2及び抵抗14_1を直列接続して、抵抗分圧回路を構成することにより、中間電位Sig3(0<Sig3<Vdd2)を生成することができる。中間電位Sig3は、ビット線短絡スイッチ27_2と27_3の接続ノードに中間電位を印加する。   FIG. 15 is a circuit diagram illustrating another configuration example of the SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) 4_2 mounted in the authentication circuit according to the seventh embodiment. The bit line pair BL and / BL of the SRAM 2 is connected to the switches 27_2 and 27_3, and the short circuit / release is controlled by the control signal Sig2. The SRAM control circuit 4_2 further includes an intermediate potential generation circuit 13 that applies a predetermined potential level to the bit line pair BL and / BL short-circuited in the fixed value generation process. The intermediate potential generation circuit 13 is configured by connecting a resistor 14_1, a switch 15_1, a switch 15_2, and a resistor 14_1 in series between the power supply line Vdd2 and the ground line Vss to form a resistance voltage dividing circuit, thereby forming an intermediate potential Sig3 (0 <Sig3 <Vdd2) can be generated. The intermediate potential Sig3 applies the intermediate potential to the connection node between the bit line short-circuit switches 27_2 and 27_3.

図14に示した回路で、電源スイッチ8_1と8_2を備えない場合には、ビット線対BLと/BLが短絡されたときにどのような電位を取るかが不定となる。短絡前の記憶ノードNM1とNM2にどのような値が保持されていたかに依存して変動する可能性があり、固定値の生成についての安定性を低くする要因となる可能性を否定できない。そこで、短絡されたビット線対BLと/BLに所定の電位レベルを印加する。所定の電位レベルは例えば、Vdd2/2とすることができる。中間電位発生回路13は、抵抗分圧回路を示したが、他の構成の中間電位発生回路でも良い。また、複数ビットのメモリセル21(複数のビット線対)に対して、一括して同じ電位を印加してもよい。   In the circuit shown in FIG. 14, when the power supply switches 8_1 and 8_2 are not provided, what potential is taken when the bit line pair BL and / BL are short-circuited is undefined. There is a possibility of fluctuation depending on what values are stored in the storage nodes NM1 and NM2 before the short circuit, and it cannot be denied that it may become a factor of lowering the stability of the generation of the fixed value. Therefore, a predetermined potential level is applied to the shorted bit line pair BL and / BL. The predetermined potential level can be, for example, Vdd2 / 2. The intermediate potential generation circuit 13 is a resistance voltage dividing circuit, but may be an intermediate potential generation circuit having another configuration. Further, the same potential may be applied collectively to the memory cells 21 (multiple bit line pairs) of a plurality of bits.

図16は、実施形態7に係る認証回路の動作例を表すタイミングチャートである。時刻t1までに外部電源Vccが立上ることにより、SRAM2に初期値として固定値4が生成される。このとき、ビット線対BLと/BLを短絡する制御信号Sig2も立ち上がるので、ビット線対BLと/BLは短絡され、中間電位Sig3が印加される。その後、時刻t3からt4の期間に、ノイズにより外部電源Vccが低下すると、SRAM2に生成された固定値4は揮発する。その後外部電源Vccが安定する時刻t4からt5の期間に、新たな固定値5が生成される。時刻t6からt7の期間は、ビット線対BLと/BLは短絡され、中間電位Sig3が印加され、所望の固定値3が生成される。その後、認証が要求される度にランダムロジック3から制御信号Sig1を制御して、SRAM2に所望の固定値3を生成することができる。   FIG. 16 is a timing chart illustrating an operation example of the authentication circuit according to the seventh embodiment. When the external power supply Vcc rises by time t1, a fixed value 4 is generated as an initial value in the SRAM 2. At this time, since the control signal Sig2 for short-circuiting the bit line pair BL and / BL also rises, the bit line pair BL and / BL are short-circuited and the intermediate potential Sig3 is applied. Thereafter, during the period from time t3 to t4, when the external power supply Vcc decreases due to noise, the fixed value 4 generated in the SRAM 2 volatilizes. Thereafter, a new fixed value 5 is generated during a period from time t4 to time t5 when the external power supply Vcc is stabilized. During the period from time t6 to t7, the bit line pair BL and / BL are short-circuited, the intermediate potential Sig3 is applied, and the desired fixed value 3 is generated. Thereafter, the control signal Sig1 is controlled from the random logic 3 every time authentication is required, and the desired fixed value 3 can be generated in the SRAM 2.

これにより、さらに安定的に、正しい偏りデータ、固定値を生成することができる。   Thereby, correct bias data and a fixed value can be generated more stably.

〔実施形態8〕<SRAMのメモリセルを直接初期化>
図17は、実施形態8に係る認証回路1のブロック図である。図18は、実施形態8に係る認証回路に搭載される、SRAM制御回路(固定値生成制御回路)4_2の一構成例を示す回路図である。実施形態7で示した図14、15と同様に、一般的な6MOS−SRAMを例に採って説明する。実施形態7では、ビット線対BLと/BLを短絡することにより、記憶素子24を初期化したが、それに代えて本実施形態ではSRAM2のメモリセル21内の記憶素子24を直接短絡する。図17に示すように、SRAM制御回路4_2は、SRAM2に制御信号Sig4を供給する。図18に示すように、SRAM2は複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、2個の記憶ノードNM1とNM2のそれぞれを接地することにより、記憶素子24に保持される情報を揮発させることができる回路28_1と28_2を備える。記憶素子24に保持される情報を揮発させることができる回路28_1と28_2は、例えば、図18に示されるように、それぞれ、制御信号Sig4で制御されるMOSスイッチ28_1と28_2であって、制御信号Sig4により記憶ノードNM1とNM2を接地線Vssに短絡することができるように構成される。
[Eighth Embodiment] <Initial Initialization of SRAM Memory Cell>
FIG. 17 is a block diagram of the authentication circuit 1 according to the eighth embodiment. FIG. 18 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) 4_2 mounted in the authentication circuit according to the eighth embodiment. Similar to FIGS. 14 and 15 shown in the seventh embodiment, a general 6MOS-SRAM will be described as an example. In the seventh embodiment, the memory element 24 is initialized by short-circuiting the bit line pair BL and / BL. Instead, in this embodiment, the memory element 24 in the memory cell 21 of the SRAM 2 is directly short-circuited. As illustrated in FIG. 17, the SRAM control circuit 4_2 supplies a control signal Sig4 to the SRAM 2. As shown in FIG. 18, the SRAM 2 stores information stored in the storage element 24 by grounding each of the two storage nodes NM1 and NM2 in each of a predetermined number of memory cells among the plurality of memory cells. Circuits 28_1 and 28_2 that can be volatilized are provided. Circuits 28_1 and 28_2 that can volatilize information held in the storage element 24 are, for example, MOS switches 28_1 and 28_2 controlled by a control signal Sig4, as shown in FIG. The storage nodes NM1 and NM2 can be short-circuited to the ground line Vss by Sig4.

これにより、SRAM2は電源投入時の初期値と同じとは限らないが、安定的に同じ偏りデータ(固定値)を生成することができ、通常動作を開始した後、不特定のタイミングで認証を求められる場合であっても、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができる。さらに、電源を遮断して残留電荷を引き抜くよりも、短時間で固定値を生成することができる。また、実施形態7では、記憶素子24をビット線対BLと/BLに接続するために、初期化時にワード線WLを活性化する制御を必要としたが、本実施形態ではこれを不要にすることができる。   As a result, the SRAM 2 is not necessarily the same as the initial value when the power is turned on, but can stably generate the same bias data (fixed value) and authenticate at an unspecified timing after starting normal operation. Even if required, correct bias data, which is a correct fixed value for authentication, can be stably generated any number of times at an arbitrary timing. Furthermore, a fixed value can be generated in a shorter time than when the power supply is shut off and residual charges are extracted. In the seventh embodiment, in order to connect the memory element 24 to the bit line pair BL and / BL, control for activating the word line WL at the time of initialization is required. However, in the present embodiment, this is unnecessary. be able to.

図18に示したSRAM制御回路(固定値生成制御回路)4_2は、制御信号Sig4で制御される、電源スイッチ8_1と8_2を含む構成とした。これらの電源スイッチは必ずしも必要ないが、電源スイッチを併用すれば、初期化中に記憶ノードNM1とNM2を短絡されたメモリセル11に流れる貫通電流を抑えることができる。   The SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) 4_2 shown in FIG. 18 includes power switches 8_1 and 8_2 controlled by a control signal Sig4. Although these power switches are not necessarily required, if the power switches are used together, it is possible to suppress the through current flowing through the memory cell 11 in which the storage nodes NM1 and NM2 are short-circuited during initialization.

図19は、実施形態7に係る認証回路に搭載される、SRAM電源制御回路(固定値生成制御回路)の別の構成例を示す回路図である。図18に示した回路例では、制御信号Sig4により記憶ノードNM1とNM2を接地線Vssに短絡することにより、記憶素子24に保持される情報を揮発させ、その後開放して固定値を発生させることにより、初期化したが、図19に示す回路ではそれに代えて、記憶ノードNM1とNM2を制御信号Sig4によって短絡するMOSスイッチ26_3を備える。SRAM2に含まれる複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、2個の記憶ノードNM1とNM2を短絡する回路を備える。これにより、図18に示したのと同様に、任意のタイミングで、認証のための正しい固定値である、正しい偏りデータを、何度でも安定して生成することができ、さらに、メモリセルの面積の増加を抑えることができる。   FIG. 19 is a circuit diagram showing another configuration example of the SRAM power control circuit (fixed value generation control circuit) mounted on the authentication circuit according to the seventh embodiment. In the circuit example shown in FIG. 18, the storage nodes NM1 and NM2 are short-circuited to the ground line Vss by the control signal Sig4, thereby volatilizing the information held in the storage element 24 and then releasing it to generate a fixed value. However, the circuit shown in FIG. 19 includes a MOS switch 26_3 that short-circuits the storage nodes NM1 and NM2 with the control signal Sig4. Each of a predetermined number of memory cells of the plurality of memory cells included in the SRAM 2 includes a circuit that short-circuits the two storage nodes NM1 and NM2. As a result, as shown in FIG. 18, correct bias data, which is a correct fixed value for authentication, can be stably generated any number of times at an arbitrary timing. An increase in area can be suppressed.

図19に示したSRAM制御回路(固定値生成制御回路)4_2も、制御信号Sig4で制御される、電源スイッチ8_1と8_2を含む構成とした。これらの電源スイッチは必ずしも必要ないが、電源スイッチを併用すれば、初期化中に記憶ノードNM1とNM2を短絡されたメモリセル11に流れる貫通電流を抑えることができる。   The SRAM control circuit (fixed value generation control circuit) 4_2 shown in FIG. 19 is also configured to include power switches 8_1 and 8_2 controlled by the control signal Sig4. Although these power switches are not necessarily required, if the power switches are used together, it is possible to suppress the through current flowing through the memory cell 11 in which the storage nodes NM1 and NM2 are short-circuited during initialization.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、ビット線短絡スイッチ27、記憶素子初期化スイッチ28などは、MOSトランジスタによるスイッチを例示し、それをCMOSランダムロジックで制御する例を使って説明したが、他の形態のスイッチでもよく、制御論理も制御されるスイッチの形態と整合するように設計することができる。   For example, the bit line short-circuit switch 27, the storage element initialization switch 28, and the like have been described using an example in which a MOS transistor switch is exemplified and controlled by a CMOS random logic. The logic can also be designed to match the form of the controlled switch.

1 認証回路
2 揮発性メモリ(SRAM)
3 情報処理回路(ランダムロジック)
4 固定値生成制御回路(SRAM電源制御回路、SRAM制御回路)
4_1 SRAM電源制御回路
4_2 SRAM制御回路
5 パワーオンリセット回路(POR)
6 レギュレータ
7 IOバッファ
8 電源スイッチ
9 キャパシタ
10 論理ゲート
11 トリミング用セレクタ(スイッチ)
12 グリッチ除去回路
13 中間電位発生回路
14 抵抗
15 スイッチ
21 メモリセル
22 センスアンプ
23 インバータ
24 記憶素子
25 トランスファゲート
26 カラムスイッチ
27 ビット線短絡スイッチ
28 記憶素子初期化スイッチ
1 Authentication Circuit 2 Volatile Memory (SRAM)
3 Information processing circuit (random logic)
4. Fixed value generation control circuit (SRAM power supply control circuit, SRAM control circuit)
4_1 SRAM power supply control circuit 4_2 SRAM control circuit 5 Power-on reset circuit (POR)
6 Regulator 7 IO buffer 8 Power switch 9 Capacitor 10 Logic gate 11 Trimming selector (switch)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Glitch removal circuit 13 Intermediate potential generation circuit 14 Resistance 15 switch 21 Memory cell 22 Sense amplifier 23 Inverter 24 Memory element 25 Transfer gate 26 Column switch 27 Bit line short-circuit switch 28 Memory element initialization switch

Claims (14)

揮発性メモリと、前記揮発性メモリから読み出した、物理的特性によって決まる固定値に基づく認証処理を実行可能な情報処理回路と、前記揮発性メモリに前記固定値を発生させる固定値生成処理を実行可能な固定値生成制御回路を備え、
前記固定値生成処理は、前記揮発性メモリに保持される情報を揮発させ、その後、前記揮発性メモリに保持される情報を、物理的特性によって決まる値に固定することにより前記固定値を発生する処理であり、
前記情報処理回路は、前記固定値生成制御回路に対して前記固定値生成処理を開始させ、前記固定値生成処理の完了後に前記揮発性メモリから前記固定値を読み出し、前記固定値に基づいて前記認証処理を実行可能に構成される、認証回路。
A volatile memory, an information processing circuit that can execute an authentication process based on a fixed value determined by physical characteristics read from the volatile memory, and a fixed value generation process that generates the fixed value in the volatile memory are executed. Possible fixed value generation control circuit,
The fixed value generation process volatilizes information held in the volatile memory, and then generates the fixed value by fixing the information held in the volatile memory to a value determined by physical characteristics. Processing,
The information processing circuit causes the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process, reads the fixed value from the volatile memory after completion of the fixed value generation process, and based on the fixed value An authentication circuit configured to execute authentication processing.
請求項1において、前記固定値生成制御回路は、オン/オフすることにより第1電源線と前記揮発性メモリに電源を供給する第2電源線とを導通/遮断する第1電源スイッチと、オン/オフすることにより前記第2電源線を接地線に短絡または開放する第2電源スイッチを備え、
前記情報処理回路は、前記固定値生成制御回路に対して、前記第1電源スイッチをオフし前記第2電源スイッチをオンすることにより、前記固定値生成処理を開始させ、前記揮発性メモリ内に保持される情報が揮発するための所定期間後に、前記第2電源スイッチをオフし前記第1電源スイッチをオンし、前記揮発性メモリ内に前記固定値が保持されるための所定期間後に、前記揮発性メモリから前記固定値を読み出して前記認証処理を実行可能に構成される、認証回路。
2. The fixed value generation control circuit according to claim 1, wherein the fixed value generation control circuit is turned on / off to turn on / off the first power supply line and the second power supply line that supplies power to the volatile memory, and A second power switch for short-circuiting or opening the second power line to the ground line by turning off / off,
The information processing circuit causes the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process by turning off the first power switch and turning on the second power switch, and in the volatile memory. After a predetermined period for volatilizing the stored information, the second power switch is turned off and the first power switch is turned on, and after the predetermined period for holding the fixed value in the volatile memory, An authentication circuit configured to read the fixed value from a volatile memory and execute the authentication process.
請求項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第2電源線と前記接地線の間に接続されるキャパシタを備える、認証回路。   3. The authentication circuit according to claim 2, wherein the fixed value generation control circuit includes a capacitor connected between the second power supply line and the ground line. 請求項3において、前記キャパシタがトリミング可能に構成される、認証回路。   4. The authentication circuit according to claim 3, wherein the capacitor is configured to be capable of trimming. 請求項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチを制御する電源制御信号と、前記電源制御信号と接地線の間に接続されるキャパシタを備える、認証回路。   3. The authentication according to claim 2, wherein the fixed value generation control circuit includes a power control signal for controlling the first power switch and the second power switch, and a capacitor connected between the power control signal and a ground line. circuit. 請求項2において、前記固定値生成制御回路は、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチを制御する電源制御信号と、前記第1電源スイッチを制御する第1制御信号と前記第2電源スイッチを制御する第2制御信号と、前記第1電源スイッチと前記第2電源スイッチが同時にオンになる期間をなくすための、前記第1制御信号と前記第2制御信号を前記電源制御信号に基づいて生成するグリッチ除去回路とを備える、認証回路。   3. The fixed value generation control circuit according to claim 2, wherein the fixed value generation control circuit controls a power control signal for controlling the first power switch and the second power switch, a first control signal for controlling the first power switch, and the second power switch. And a second control signal for controlling the first control signal and the second control signal for eliminating a period during which the first power switch and the second power switch are simultaneously turned on based on the power control signal. An authentication circuit comprising: a deglitch generating circuit. 請求項2において、外部から電源が供給される第1レギュレータと第2レギュレータを備え、前記第1レギュレータは前記第1電源線とは異なる第4電源線を出力して前記情報処理回路に供給し、前記第2レギュレータは前記第1電源線に電源を出力する、認証回路。   3. The information processing circuit according to claim 2, further comprising a first regulator and a second regulator to which power is supplied from outside, wherein the first regulator outputs a fourth power supply line different from the first power supply line and supplies the fourth power supply line to the information processing circuit. The authentication circuit, wherein the second regulator outputs power to the first power line. 請求項2において、外部から電源が供給される第1レギュレータを備え、前記第1レギュレータは前記第1電源線とは異なる第4電源線を出力して前記情報処理回路に供給し、前記第1電源線には、外部から入力される第3電源線が接続される、認証回路。   3. The first regulator according to claim 2, further comprising a first regulator to which power is supplied from the outside, wherein the first regulator outputs a fourth power supply line different from the first power supply line and supplies the fourth power supply line to the information processing circuit. An authentication circuit in which a third power line input from the outside is connected to the power line. 請求項1において、前記揮発性メモリがSRAMである、認証回路。   2. The authentication circuit according to claim 1, wherein the volatile memory is an SRAM. 請求項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線と直交する複数対のビット線と、ワード線と1対のビット線対が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセルを備え、前記メモリセルは、2個の記憶ノードで互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲートとを含んで構成され、
前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記ワード線を活性化させて前記トランスファゲートを導通させ、前記ビット線対を短絡することにより前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える、認証回路。
10. The volatile memory according to claim 9, wherein the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines orthogonal to a plurality of word lines, and one memory cell at each intersection of the word lines and the pair of bit lines, The memory cell includes a storage element composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes, a control terminal connected to the word line, and each of the two storage nodes A pair of transfer gates for controlling electrical connection of the pair of bit lines,
The fixed value generation control circuit volatilizes information held in the storage element by activating the word line to make the transfer gate conductive and short-circuiting the bit line pair in the fixed value generation process. An authentication circuit comprising a circuit capable of doing so.
請求項10において、前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において短絡された前記ビット線対に所定の電位レベルを印加する回路をさらに備える、認証回路。   11. The authentication circuit according to claim 10, wherein the fixed value generation control circuit further includes a circuit that applies a predetermined potential level to the bit line pair short-circuited in the fixed value generation process. 請求項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線と直交する複数対のビット線と、ワード線と1対のビット線対が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセルを備え、前記メモリセルは、2個の記憶ノードで互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲートとを含んで構成され、
前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記揮発性メモリに含まれる複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、前記2個の記憶ノードのそれぞれを接地することにより、前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える、認証回路。
10. The volatile memory according to claim 9, wherein the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines orthogonal to a plurality of word lines, and one memory cell at each intersection of the word lines and the pair of bit lines, The memory cell includes a storage element composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes, a control terminal connected to the word line, and each of the two storage nodes A pair of transfer gates for controlling electrical connection of the pair of bit lines,
The fixed value generation control circuit grounds each of the two storage nodes in each of a predetermined number of memory cells among a plurality of memory cells included in the volatile memory in the fixed value generation process. Thus, an authentication circuit comprising a circuit capable of volatilizing information held in the storage element.
請求項9において、前記揮発性メモリは、複数のワード線と直交する複数対のビット線と、ワード線と1対のビット線対が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセルを備え、前記メモリセルは、2個の記憶ノードで互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲートとを含んで構成され、
前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記揮発性メモリに含まれる複数のメモリセルのうちの所定数のメモリセルのそれぞれにおいて、前記2個の記憶ノードを短絡することにより、前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える、認証回路。
10. The volatile memory according to claim 9, wherein the volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines orthogonal to a plurality of word lines, and one memory cell at each intersection of the word lines and the pair of bit lines, The memory cell includes a storage element composed of a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at two storage nodes, a control terminal connected to the word line, and each of the two storage nodes A pair of transfer gates for controlling electrical connection of the pair of bit lines,
The fixed value generation control circuit short-circuits the two storage nodes in each of a predetermined number of memory cells among the plurality of memory cells included in the volatile memory in the fixed value generation process. An authentication circuit comprising a circuit capable of volatilizing information held in the storage element.
請求項1において、前記固定値生成制御回路は、オン/オフすることにより第1電源線と前記揮発性メモリに電源を供給する第2電源線とを導通/遮断する第1電源スイッチと、オン/オフすることにより前記第2電源線を接地線に短絡または開放する第2電源スイッチを備え、
前記情報処理回路は、前記固定値生成制御回路に対して、前記第1電源スイッチをオフし前記第2電源スイッチをオンすることにより、前記固定値生成処理を開始させ、前記揮発性メモリ内に保持される情報が揮発するための所定期間後に、前記第2電源スイッチをオフし前記第1電源スイッチをオンし、前記揮発性メモリ内に前記固定値が保持されるための所定期間後に、前記揮発性メモリから前記固定値を読み出して前記認証処理を実行し、
前記揮発性メモリは、複数のワード線と直交する複数対のビット線と、ワード線と1対のビット線対が交差する箇所ごとにそれぞれ1個のメモリセルを備え、前記メモリセルは、2個の記憶ノードで互いの出力が他の入力に接続される1対のインバータからなる記憶素子と、前記ワード線に制御端子が接続され、前記2個の記憶ノードのそれぞれと前記1対のビット線対の電気的接続を制御する1対のトランスファゲートとを含んで構成され、
前記固定値生成制御回路は、前記固定値生成処理において、前記ワード線を活性化させて前記トランスファゲートを導通させ、前記ビット線対を短絡することにより前記記憶素子に保持される情報を揮発させることができる回路を備える、認証回路。
2. The fixed value generation control circuit according to claim 1, wherein the fixed value generation control circuit is turned on / off to turn on / off the first power supply line and the second power supply line that supplies power to the volatile memory, and A second power switch for short-circuiting or opening the second power line to the ground line by turning off / off,
The information processing circuit causes the fixed value generation control circuit to start the fixed value generation process by turning off the first power switch and turning on the second power switch, and in the volatile memory. After a predetermined period for volatilizing the stored information, the second power switch is turned off and the first power switch is turned on, and after the predetermined period for holding the fixed value in the volatile memory, Read the fixed value from volatile memory and execute the authentication process;
The volatile memory includes a plurality of pairs of bit lines orthogonal to a plurality of word lines, and one memory cell at each intersection of the word lines and a pair of bit lines. A storage element comprising a pair of inverters whose outputs are connected to other inputs at each of the storage nodes; a control terminal connected to the word line; and each of the two storage nodes and the pair of bits A pair of transfer gates for controlling the electrical connection of the line pair,
The fixed value generation control circuit volatilizes information held in the storage element by activating the word line to make the transfer gate conductive and short-circuiting the bit line pair in the fixed value generation process. An authentication circuit comprising a circuit capable of doing so.
JP2012248944A 2012-11-13 2012-11-13 Authentication circuit Expired - Fee Related JP5956313B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012248944A JP5956313B2 (en) 2012-11-13 2012-11-13 Authentication circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012248944A JP5956313B2 (en) 2012-11-13 2012-11-13 Authentication circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014099676A true JP2014099676A (en) 2014-05-29
JP5956313B2 JP5956313B2 (en) 2016-07-27

Family

ID=50941370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012248944A Expired - Fee Related JP5956313B2 (en) 2012-11-13 2012-11-13 Authentication circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5956313B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201919297D0 (en) 2019-12-24 2020-02-05 Aronson Bill Temperature sensing physical unclonable function (puf) authenication system
US11516028B2 (en) 2019-12-24 2022-11-29 CERA Licensing Limited Temperature sensing physical unclonable function (PUF) authentication system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009533741A (en) * 2006-04-13 2009-09-17 エヌエックスピー ビー ヴィ Semiconductor device identifier generation method and semiconductor device
WO2012001796A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 富士通株式会社 Individual-specific information generation device and individual-specific information generation method
WO2012134239A2 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 한양대학교 산학협력단 Apparatus and method for generating a digital value
JP2014072827A (en) * 2012-10-01 2014-04-21 Fujitsu Semiconductor Ltd Logic circuit, code generation circuit, semiconductor device, authentication device, code generation method and authentication method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009533741A (en) * 2006-04-13 2009-09-17 エヌエックスピー ビー ヴィ Semiconductor device identifier generation method and semiconductor device
WO2012001796A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 富士通株式会社 Individual-specific information generation device and individual-specific information generation method
WO2012134239A2 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 한양대학교 산학협력단 Apparatus and method for generating a digital value
JP2014072827A (en) * 2012-10-01 2014-04-21 Fujitsu Semiconductor Ltd Logic circuit, code generation circuit, semiconductor device, authentication device, code generation method and authentication method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5956313B2 (en) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108694335B (en) SRAM-based physical unclonable function and method for generating PUF response
JP5932133B2 (en) Memory cell with improved write margin
TWI616875B (en) Memory storage circuit and method of driving memory storage circuit
US11277271B2 (en) SRAM based physically unclonable function and method for generating a PUF response
TWI629685B (en) Apparatuses and methods for a load current control circuit for a source follower voltage regulator
US8836386B1 (en) Semiconductor device with power-up scheme
US8593887B2 (en) Semiconductor device having reference voltage generating unit
GB2529861A (en) Current-mode sense amplifier
JP5956313B2 (en) Authentication circuit
KR102579114B1 (en) Method of operating an integrated circuit and integrated circuit
US20160191041A1 (en) Circuit and Method for Power-On Reset of an Integrated Circuit
US9557788B2 (en) Semiconductor memory device including array e-fuse
KR100815184B1 (en) Power up signal generator of semiconductor device
US8248882B2 (en) Power-up signal generator for use in semiconductor device
US10848327B2 (en) Two bit/cell SRAM PUF with enhanced reliability
EP3537413A1 (en) Reliable low-power memory-based puf architecture
US20180331681A1 (en) Power-On-Reset Circuit
US20190074984A1 (en) Detecting unreliable bits in transistor circuitry
US10999083B2 (en) Detecting unreliable bits in transistor circuitry
KR100690991B1 (en) Power up circuit for dram by using internal power source
KR20090055795A (en) Circuit of power on reset
US10868467B1 (en) Pump circuit, pump device, and operation method of pump circuit
US9437329B2 (en) Semiconductor device with initialization operation and boot-up operation
Goel et al. Area efficient diode and on transistor inter‐changeable power gating scheme with trim options for SRAM design in nano‐complementary metal oxide semiconductor technology
JP2005039635A (en) Power-on reset circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150821

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160526

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5956313

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees